JP5203675B2 - Position detector, position detection method, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

Position detector, position detection method, exposure apparatus, and device manufacturing method Download PDF

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Description

本発明は、位置検出器、位置検出方法、露光装置及びデバイス製造方法に関する。    The present invention relates to a position detector, a position detection method, an exposure apparatus, and a device manufacturing method.

フォトリソグラフィ技術を用いて、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等を製造する際に、レチクル又はフォトマスクに描画されたパターンを投影光学系によってウエハ等に投影してパターンを転写する投影露光装置が従来から使用されている。この際、ウエハ上に既に形成されたパターンに対して、投影光学系を介して形成されるマスクパターンの投影像を、投影露光装置に搭載されたアライメント検出系によって位置合わせを行った後に、露光を行う。   Projection exposure in which a pattern drawn on a reticle or photomask is projected onto a wafer or the like by a projection optical system when a semiconductor element, a liquid crystal display element, a thin film magnetic head, etc. are manufactured using photolithography technology. The device is conventionally used. At this time, exposure is performed after aligning the projection image of the mask pattern formed via the projection optical system with the alignment detection system mounted on the projection exposure apparatus with respect to the pattern already formed on the wafer. I do.

投影露光装置においては、集積回路の微細化及び高密度化に伴い、より高い解像力でマスクパターンをウエハに投影露光することが要求される。投影露光装置で転写できる最少の線幅(解像度)は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数(NA)に反比例する。したがって、波長を短くすればするほど解像度はよくなる。このため、近年の光源は超高圧水銀ランプg線(波長約436nm)、i線(波長約365nm)から波長の短いKrFエキシマレーザ(波長約248nm)やArFエキシマレーザ(波長約143nm)になっている。光源としては、さらにF2レーザ(波長約157nm)の実用化も進んでおり、将来的には波長が数nm〜百nmの極端紫外光(Extreme Ultra Violet:EUV光)の採用も見込まれている。   In a projection exposure apparatus, it is required to project and expose a mask pattern onto a wafer with higher resolution as the integrated circuit becomes finer and higher in density. The minimum line width (resolution) that can be transferred by the projection exposure apparatus is proportional to the wavelength of light used for exposure and inversely proportional to the numerical aperture (NA) of the projection optical system. Therefore, the shorter the wavelength, the better the resolution. For this reason, the light sources in recent years have become KrF excimer lasers (wavelengths of about 248 nm) and ArF excimer lasers (wavelengths of about 143 nm) from the ultra high pressure mercury lamp g-line (wavelength of about 436 nm) and i-line (wavelength of about 365 nm). Yes. As a light source, F2 laser (wavelength of about 157 nm) is also being put into practical use, and in the future, extreme ultraviolet light (Extreme Ultra Violet: EUV light) with a wavelength of several nm to 100 nm is expected to be used. .

また、露光装置の解像度のさらなる向上の為に、投影光学系とウエハとの間の少なくとも一部に屈折率が1よりも大きい液体を浸してNAの増大を図ることにより解像度の向上を図る液浸露光装置も登場している。この液浸露光装置においては、ウエハと投影光学系のウエハ側先端面を構成する光学素子との間の空間に、フォトレジスト層の屈折率に近い屈折率を有する液体が充填されている。これにより、ウエハ側から見た投影光学系の有効開口数が増加し、解像度を向上させることができる。   Further, in order to further improve the resolution of the exposure apparatus, a liquid whose resolution is improved by increasing the NA by immersing a liquid having a refractive index larger than 1 in at least a part between the projection optical system and the wafer. An immersion exposure system has also appeared. In this immersion exposure apparatus, a liquid having a refractive index close to the refractive index of the photoresist layer is filled in the space between the wafer and the optical element constituting the wafer-side tip surface of the projection optical system. As a result, the effective numerical aperture of the projection optical system viewed from the wafer side increases, and the resolution can be improved.

このように露光光の短波長化や液浸法の登場によりますます解像度の向上が進み、ウエハの重ね合わせ精度(以下、オーバーレイ精度)もまた高精度化が求められている。通常、オーバーレイ精度には解像度の1/5程度が必要とされており、半導体素子の微細化が進むにつれオーバーレイ精度の向上がますます重要となってくる。   As described above, the resolution is further improved due to the shortening of the exposure light wavelength and the appearance of the liquid immersion method, and the wafer overlay accuracy (hereinafter referred to as overlay accuracy) is also required to be high. Usually, the overlay accuracy is required to be about 1/5 of the resolution, and as the miniaturization of semiconductor elements progresses, the improvement of the overlay accuracy becomes increasingly important.

ウエハアライメント検出系の形態としては大きく2つの方法が提案され、使用されている。1つは投影光学系を介さず別個に構成されていて、ウエハ上のアライメントマークを光学的に検出する所謂オフアクシスアライメント検出系(Off-axis AA、以下OA検出系)である。2つ目は特にi線露光装置でのアライメント方式としてTTL-AA(Through the Lens Auto Aligment)方式と呼ばれる投影光学系を介して非露光光のアライメント波長を用いてウエハ上のアライメントマークを検出する方法である。   Two types of wafer alignment detection systems have been proposed and used. One is a so-called off-axis alignment detection system (Off-axis AA, hereinafter referred to as OA detection system) that is configured separately without using a projection optical system and optically detects alignment marks on the wafer. The second is to detect the alignment mark on the wafer using the alignment wavelength of the non-exposure light through a projection optical system called the TTL-AA (Through the Lens Auto Aligment) method as an alignment method in the i-line exposure system. Is the method.

上述のようなアライメント系においては、照明むら、受光素子又は撮像素子等の感度むら、検出系自体へのゴミの付着等による歪み等の、被観察面を照明し観察して得られる検出信号のノイズ成分により、計測結果に計測誤差が生じる場合があった。現在の高解像度化の流れでは、これらの計測誤差を低減することが重要となっている。これらの計測誤差を低減するために、これらノイズ成分を検出信号から除去する処理(以下、下地補正と呼ぶ)が行われる。下地補正は、被観察面を照明し観察して得られる検出信号の種々のノイズ成分を各々予め計測して下地信号として記憶しておき、下地信号を参照してアライメントマークの検出信号を補正する処理である。   In the alignment system as described above, the detection signal obtained by illuminating and observing the surface to be observed, such as uneven illumination, uneven sensitivity of the light receiving element or image sensor, and distortion due to dust adhering to the detection system itself, etc. A measurement error may occur in the measurement result due to the noise component. In the current trend toward higher resolution, it is important to reduce these measurement errors. In order to reduce these measurement errors, processing for removing these noise components from the detection signal (hereinafter referred to as background correction) is performed. In the background correction, various noise components of a detection signal obtained by illuminating and observing the surface to be observed are measured in advance and stored as a background signal, and the detection signal of the alignment mark is corrected with reference to the background signal. It is processing.

この下地補正の為の下地信号は、通常アライメント条件(照明波長・照明NA・検出NA)ごとに記憶しておき、アライメント条件ごとに対応する下地信号を用いて下地補正が行われていた(特許文献1)。
特開平11−54418号公報
The background signal for the background correction is stored for each normal alignment condition (illumination wavelength / illumination NA / detection NA), and the background correction is performed using the background signal corresponding to each alignment condition (patent) Reference 1).
JP-A-11-54418

露光装置上に搭載されたウエハアライメント検出系では、該検出系内の光学系の経時的な変化などによりアライメント性能に関する条件が変化することがあり、これらの調整を行っていた。アライメント性能に関する条件としては、収差や光軸ずれ、またレンズや平行平面板などの偏芯によって発生する波長ごとのシフト成分(以下、波長シフト差)等があげられる。同じアライメント条件であるにも関わらず、調整前に使用していた下地信号がもはや最適なものではなくなった状況で、以前の下地信号を使用してアライメントを行うと、計測だまされが発生する場合があった。   In a wafer alignment detection system mounted on an exposure apparatus, conditions relating to alignment performance may change due to changes in the optical system in the detection system over time, and these adjustments have been made. Conditions relating to the alignment performance include a shift component for each wavelength (hereinafter referred to as a wavelength shift difference) generated by aberration, optical axis deviation, and eccentricity of a lens, a plane parallel plate, or the like. If the background signal used before adjustment is no longer optimal, even though the alignment conditions are the same, measurement fraud may occur when alignment is performed using the previous background signal. was there.

本発明は、光学部材が調整されて位置計測に関する条件が変化しても高精度に検出可能な位置検出器、位置検出方法を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a position detector and a position detection method that can be detected with high accuracy even if the optical member is adjusted and conditions relating to position measurement change.

本発明の第1の側面は、被検物体に設けられたマークの位置を検出する位置検出器であって、被検物体の像を撮像する撮像部と、撮像部の撮像面に被検物体の像を形成する光学系と、光学系に含まれる光学部材が調整されたことに応じて光学系及び撮像部を用いてマーク以外の領域を撮像しノイズの情報を取得するノイズ取得部と、光学系及び撮像部を用いて取得されたマークの像をノイズ取得部により取得されたノイズの情報を用いて補正する補正部と、を備え、光学部材は、光学系の光軸ずれを調整可能な光学部材、光学系において発生する収差を調整可能な光学部材、および、光学系に含まれる光学部材の偏芯によって発生する波長に依存したシフトを調整可能な光学部材のうち少なくとも1つであることを特徴とする。
A first aspect of the present invention is a position detector that detects the position of a mark provided on a test object, an imaging unit that captures an image of the test object, and a test object on the imaging surface of the imaging unit. An optical system that forms an image of the image, a noise acquisition unit that captures a region other than the mark by using the optical system and the imaging unit in accordance with the adjustment of the optical member included in the optical system, and acquires noise information; A correction unit that corrects the image of the mark acquired using the optical system and the imaging unit using the noise information acquired by the noise acquisition unit, and the optical member can adjust the optical axis deviation of the optical system. At least one of an optical member, an optical member capable of adjusting an aberration generated in the optical system, and an optical member capable of adjusting a shift depending on a wavelength generated by the eccentricity of the optical member included in the optical system. It is characterized by that.

本発明の第2の側面は、被検物体に搭載されたマークの像を光学系により形成し形成されたマークの像を撮像部により撮像してマークの位置を検出する位置検出方法であって、光学系に含まれる光学部材が調整されたことに応じて光学系及び撮像部を用いてマーク以外の領域を撮像しノイズの情報を取得するノイズ取得工程と、光学系及び撮像部を用いて取得されたマークの像をノイズ取得工程において取得されたノイズの情報を用いて補正する補正工程と、を含み、光学部材は、光学系の光軸ずれを調整可能な光学部材、光学系において発生する収差を調整可能な光学部材、および、光学系に含まれる光学部材の偏芯によって発生する波長に依存したシフトを調整可能な光学部材のうち少なくとも1つであることを特徴とする。 A second aspect of the present invention is a position detection method in which an image of a mark mounted on a test object is formed by an optical system, and the formed mark image is picked up by an image pickup unit to detect the position of the mark. Then, in response to adjustment of an optical member included in the optical system, a noise acquisition step of capturing an area other than the mark by using the optical system and the imaging unit and acquiring noise information, and using the optical system and the imaging unit look including a correction step of correcting by using the information of the acquired noise in noise acquisition process the image of the mark obtained Te, the optical member is adjustable optical element of the optical axis deviation of an optical system, the optical system At least one of an optical member capable of adjusting an aberration generated in the optical system and an optical member capable of adjusting a shift depending on a wavelength generated by the eccentricity of the optical member included in the optical system .

本発明によれば、光学部材が調整されて位置計測に関する条件が変化しても高精度に検出可能な位置検出器、位置検出方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if the optical member is adjusted and the conditions regarding position measurement change, the position detector and position detection method which can be detected with high precision can be provided.

[露光装置に使用されるアライメント検出器の実施形態]
本発明に係る位置検出器は、半導体露光装置や液晶露光装置内の被検物体に搭載されたマークの位置を検出するものである。被検物体は、原版としてレチクル、基板としてのウエハの少なくとも一方であればよい。露光装置は、位置検出器による位置検出結果に基づいて原版及び基板の少なくとも一方の位置決めを行う。以下の実施形態では、露光装置のウエハに搭載されたマークの位置を検出するウエハアライメント系について説明する。
[Embodiment of alignment detector used in exposure apparatus]
The position detector according to the present invention detects the position of a mark mounted on a test object in a semiconductor exposure apparatus or a liquid crystal exposure apparatus. The test object may be at least one of a reticle as an original and a wafer as a substrate. The exposure apparatus positions at least one of the original and the substrate based on the position detection result by the position detector. In the following embodiments, a wafer alignment system that detects the position of a mark mounted on a wafer of an exposure apparatus will be described.

アライメント性能に関する条件が変更された時のアライメント手法について図面を参照しながら説明する。   The alignment method when the conditions regarding the alignment performance are changed will be described with reference to the drawings.

図1の露光装置において、レチクルステージ2はレチクル1を支持し、ウエハステージ4はウエハ3を支持する。照明光学系5は、レチクルステージ2に支持されているレチクル1を露光光で照明し、投影光学系6は、露光光で照明されたレチクル1のレチクルパターン像をウエハステージ4に支持されたウエハ3に投影露光する。露光装置全体の動作は、制御器17によって統括制御される。   In the exposure apparatus of FIG. 1, reticle stage 2 supports reticle 1, and wafer stage 4 supports wafer 3. The illumination optical system 5 illuminates the reticle 1 supported on the reticle stage 2 with the exposure light, and the projection optical system 6 supports the reticle pattern image of the reticle 1 illuminated with the exposure light on the wafer stage 4. 3 is exposed to projection. The operation of the entire exposure apparatus is comprehensively controlled by the controller 17.

本実施形態において、露光装置として、レチクル1とウエハ3とを走査方向に互いに同期移動しつつレチクル1に形成されたレチクルパターンをウエハ3に露光する走査型露光装置(スキャナー)が使用される。しかし、レチクル1を固定しレチクルパターンをウエハ3に露光するタイプの露光装置(ステッパー)も使用することができる。   In the present embodiment, a scanning type exposure apparatus (scanner) that exposes the reticle pattern formed on the reticle 1 onto the wafer 3 while moving the reticle 1 and the wafer 3 synchronously with each other in the scanning direction is used as the exposure apparatus. However, an exposure apparatus (stepper) of a type that fixes the reticle 1 and exposes the reticle pattern onto the wafer 3 can also be used.

以下の説明において、投影光学系6の光軸と一致する方向をZ軸方向、Z軸方向に垂直な平面内でレチクル1とウエハ3との同期移動方向(走査方向)をY軸方向、Z軸方向及びY軸方向に垂直な方向(非走査方向)をX軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわり方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。   In the following description, the direction coinciding with the optical axis of the projection optical system 6 is the Z-axis direction, the synchronous movement direction (scanning direction) between the reticle 1 and the wafer 3 in the plane perpendicular to the Z-axis direction is the Y-axis direction, and Z A direction (non-scanning direction) perpendicular to the axial direction and the Y-axis direction is taken as an X-axis direction. The directions around the X, Y, and Z axes are the θX, θY, and θZ directions, respectively.

レチクル1上の所定の照明領域は照明光学系5により均一な照度分布の露光光で照明される。照明光学系5から射出される露光光としては、KrFエキシマレーザ、さらに短波長のArFエキシマレーザやF2レーザ、波長が数nm〜百nmの極端紫外光(Extreme Ultra Violet:EUV光)が使用されうる。   A predetermined illumination area on the reticle 1 is illuminated by the illumination optical system 5 with exposure light having a uniform illuminance distribution. As the exposure light emitted from the illumination optical system 5, a KrF excimer laser, an ArF excimer laser or F2 laser having a short wavelength, or extreme ultraviolet light (Extreme Ultra Violet: EUV light) having a wavelength of several nanometers to hundred nanometers is used. sell.

レチクルステージ2は、投影光学系6の光軸に垂直な平面内、すなわちXY平面内で2次元移動可能及びθZ方向に微小回転可能である。レチクルステージ2は最低1軸以上駆動されればよく、6軸駆動でもよい。レチクルステージ2はリニアモータ等のレチクルステージ駆動機構(不図示)により駆動され、レチクルステージ駆動機構は制御器17により制御される。レチクルステージ2上にはミラー7が設けられている。ミラー7に対向する位置にはレーザ干渉計9が設けられている。レチクルステージ2上のレチクル1の2次元方向の位置及び回転角はレーザ干渉計9によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御器17に出力される。制御器17はレーザ干渉計9の計測結果に基づいてレチクルステージ駆動機構を駆動することでレチクルステージ2に支持されているレチクル1の位置決めを行う。   The reticle stage 2 can be two-dimensionally moved in a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system 6, that is, an XY plane, and can be slightly rotated in the θZ direction. The reticle stage 2 may be driven by at least one axis or may be driven by six axes. The reticle stage 2 is driven by a reticle stage drive mechanism (not shown) such as a linear motor, and the reticle stage drive mechanism is controlled by a controller 17. A mirror 7 is provided on the reticle stage 2. A laser interferometer 9 is provided at a position facing the mirror 7. The two-dimensional position and rotation angle of the reticle 1 on the reticle stage 2 are measured in real time by the laser interferometer 9, and the measurement result is output to the controller 17. The controller 17 positions the reticle 1 supported by the reticle stage 2 by driving the reticle stage driving mechanism based on the measurement result of the laser interferometer 9.

投影光学系6は、レチクル1のレチクルパターンを所定の投影倍率βでウエハ3に投影露光するものであって、複数の光学素子で構成されている。本実施形態において、投影光学系6は、投影倍率βが例えば1/4あるいは1/5の縮小投影系である。   The projection optical system 6 projects and exposes the reticle pattern of the reticle 1 onto the wafer 3 at a predetermined projection magnification β, and includes a plurality of optical elements. In the present embodiment, the projection optical system 6 is a reduction projection system having a projection magnification β of, for example, 1/4 or 1/5.

ウエハステージ4は、ウエハチャックを通してウエハ3を保持するZステージと、Zステージを支持するXYステージと、XYステージを支持するベースとを備えている。ウエハステージ4はリニアモータ等のウエハステージ駆動機構(不図示)により駆動される。ウエハステージ機構は制御器17により制御される。   The wafer stage 4 includes a Z stage that holds the wafer 3 through a wafer chuck, an XY stage that supports the Z stage, and a base that supports the XY stage. The wafer stage 4 is driven by a wafer stage drive mechanism (not shown) such as a linear motor. The wafer stage mechanism is controlled by the controller 17.

ウエハステージ4上にはウエハステージ4とともに移動するミラー8が設けられている。ミラー8に対向する位置にはXY方向用のレーザ干渉計10とZ方向用のレーザ干渉計12が設けられている。ウエハステージ4のXY方向の位置及びθZはレーザ干渉計10によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御器17に出力される。また、ウエハステージ4のZ方向の位置及びθX、θYについてはレーザ干渉計12によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御器17に出力される。これらのレーザ干渉計10,12の計測結果に基づいてウエハステージ駆動機構を通してXYZステージが駆動されることでウエハ3のXYZ方向における位置が調整され、ウエハステージ4に支持されているウエハ3の位置決めが行われる。   A mirror 8 that moves with the wafer stage 4 is provided on the wafer stage 4. A laser interferometer 10 for XY directions and a laser interferometer 12 for Z directions are provided at positions facing the mirror 8. The position of the wafer stage 4 in the XY direction and θZ are measured in real time by the laser interferometer 10, and the measurement result is output to the controller 17. Further, the position of the wafer stage 4 in the Z direction and θX and θY are measured in real time by the laser interferometer 12, and the measurement results are output to the controller 17. The position of the wafer 3 in the XYZ directions is adjusted by driving the XYZ stage through the wafer stage drive mechanism based on the measurement results of the laser interferometers 10 and 12, and the wafer 3 supported by the wafer stage 4 is positioned. Is done.

レチクルステージ2の近傍には、レチクルアライメント検出系13が設けられている。レチクルアライメント検出系13は、レチクル1上のレチクル基準マーク(不図示)と投影光学系6とを通してウエハステージ4上のステージ基準プレート11にある図2中のレチクルアライメント検出系用の基準マーク18を検出する。レチクルアライメント検出系13は、実際にウエハ3を露光する光源と同一の光源を用い、投影光学系6を通してレチクル基準マークとレチクルアライメント検出系用の基準マーク18を照射し、その反射光を検出するための光電変換素子を搭載している。レチクルアライメント検出系13に搭載される光電変換素子は、例えばCCDカメラである。この光電変換素子の信号を元に、レチクル1とウエハ3の位置合わせを行う。レチクル1上のレチクル基準マーク(不図示)とステージ基準プレート11上のレチクルアライメント検出系用の基準マーク18との位置及びフォーカスを合わせることで、レチクル1とウエハ3の相対位置関係(X,Y,Z)を合わせることができる。   A reticle alignment detection system 13 is provided in the vicinity of the reticle stage 2. The reticle alignment detection system 13 passes the reticle reference mark (not shown) on the reticle 1 and the reference mark 18 for the reticle alignment detection system in FIG. 2 on the stage reference plate 11 on the wafer stage 4 through the projection optical system 6. To detect. The reticle alignment detection system 13 uses the same light source as the light source that actually exposes the wafer 3, irradiates the reticle reference mark and the reference mark 18 for the reticle alignment detection system through the projection optical system 6, and detects the reflected light. The photoelectric conversion element for mounting is mounted. The photoelectric conversion element mounted on the reticle alignment detection system 13 is, for example, a CCD camera. The reticle 1 and the wafer 3 are aligned based on the signal from the photoelectric conversion element. By aligning the position and focus of a reticle reference mark (not shown) on the reticle 1 with a reticle alignment detection system reference mark 18 on the stage reference plate 11, the relative positional relationship (X, Y) between the reticle 1 and the wafer 3 is adjusted. , Z) can be matched.

レチクルアライメント検出系13により検出される基準マーク18は透過型のマークでも良い。透過型のレチクルアライメント検出系14を用いれば、透過型のレチクルアライメント検出系用の基準マーク18を使用することもできる。   The reference mark 18 detected by the reticle alignment detection system 13 may be a transmissive mark. If the transmission type reticle alignment detection system 14 is used, the reference mark 18 for the transmission type reticle alignment detection system can also be used.

透過型のレチクルアライメント検出系14は、ウエハ3を露光する光源と同一の光源から照射され、レチクル基準マーク(不図示)、投影光学系6、レチクルアライメント検出系用の基準マーク18を透過した光を検出するための光量センサーなどを搭載している。ウエハステージ4をX方向(若しくはY方向)・Z方向に駆動させながら透過光の光量を測定し、レチクル1上のレチクル基準マーク(不図示)とレチクルアライメント検出系用の基準マーク18の位置及びフォーカスを合わせる。   The transmissive reticle alignment detection system 14 is irradiated from the same light source as the light source that exposes the wafer 3, and passes through the reticle reference mark (not shown), the projection optical system 6, and the reticle alignment detection system reference mark 18. Equipped with a light intensity sensor to detect The amount of transmitted light is measured while driving the wafer stage 4 in the X direction (or Y direction) / Z direction, and the position of the reticle reference mark (not shown) on the reticle 1 and the reference mark 18 for the reticle alignment detection system and Adjust the focus.

このようにレチクルアライメント検出系13及び透過型のレチクルアライメント検出系14のどちらを用いても、レチクル1とウエハ3の相対位置関係(X,Y,Z)を合わせることができる。   As described above, the relative positional relationship (X, Y, Z) between the reticle 1 and the wafer 3 can be matched by using either the reticle alignment detection system 13 or the transmission type reticle alignment detection system 14.

ウエハステージ4の1つのコーナーにあるステージ基準プレート11は、ウエハ3表面とほぼ同じ高さに設置されている。また、ステージ基準プレート11は、ウエハアライメント検出系16が検出するウエハアライメント検出系用の基準マーク18とレチクルアライメント検出系13,14が検出するレチクルアライメント検出系用の基準マーク18とを備えている。ステージ基準プレート11は、ウエハステージ4の複数のコーナーに配置されていてもよい。また、1つのステージ基準プレート11が複数のレチクルアライメント検出系用の基準マーク18、ウエハアライメント検出系用の基準マーク18を含んでいてもよい。ここで、レチクルアライメント検出系用の基準マーク18とウエハアライメント検出系用の基準マーク18との位置関係(XY方向)は既知であるとする。さらに、ウエハアライメント検出系用の基準マーク18とレチクルアライメント検出系用の基準マーク18とは共通のマークであってもよい。   The stage reference plate 11 at one corner of the wafer stage 4 is installed at substantially the same height as the surface of the wafer 3. The stage reference plate 11 includes a wafer alignment detection system reference mark 18 detected by the wafer alignment detection system 16 and a reticle alignment detection system reference mark 18 detected by the reticle alignment detection systems 13 and 14. . The stage reference plate 11 may be disposed at a plurality of corners of the wafer stage 4. One stage reference plate 11 may include a plurality of reticle alignment detection system reference marks 18 and a wafer alignment detection system reference mark 18. Here, it is assumed that the positional relationship (XY direction) between the reference mark 18 for the reticle alignment detection system and the reference mark 18 for the wafer alignment detection system is known. Further, the reference mark 18 for the wafer alignment detection system and the reference mark 18 for the reticle alignment detection system may be a common mark.

フォーカス検出系15は、検出光をウエハ3表面に投射する投射系とそのウエハ3からの反射光を受光する受光系とを備えており、フォーカス検出系15の検出結果は制御器17に出力される。制御器17は、フォーカス検出系15の検出結果に基づいてZステージを駆動し、Zステージに保持されているウエハ3のZ軸方向における位置(フォーカス位置)及び傾斜角を調整することが可能である。   The focus detection system 15 includes a projection system that projects detection light onto the surface of the wafer 3 and a light receiving system that receives reflected light from the wafer 3. The detection result of the focus detection system 15 is output to the controller 17. The The controller 17 drives the Z stage based on the detection result of the focus detection system 15 and can adjust the position (focus position) and tilt angle of the wafer 3 held on the Z stage in the Z-axis direction. is there.

ウエハアライメント検出系16は、検出光をウエハ3上のウエハアライメントマーク19やステージ基準プレート11上のウエハアライメント検出系用の基準マーク18に投射する投射系と該マークからの反射光の受光系を備える。ウエハアライメント検出系16の検出結果は制御器17に出力される。制御器17は、ウエハアライメント検出系16の検出結果に基づいてウエハステージ4をXY方向に駆動することで、ウエハステージ4に保持されているウエハ3のXY方向における位置を調整することが可能である。   The wafer alignment detection system 16 includes a projection system that projects detection light onto a wafer alignment mark 19 on the wafer 3 and a reference mark 18 for the wafer alignment detection system on the stage reference plate 11 and a light receiving system for reflected light from the mark. Prepare. The detection result of the wafer alignment detection system 16 is output to the controller 17. The controller 17 can adjust the position of the wafer 3 held on the wafer stage 4 in the XY direction by driving the wafer stage 4 in the XY direction based on the detection result of the wafer alignment detection system 16. is there.

本実施形態において、ウエハアライメント検出系16としてオフアクシスアライメント検出系(Off-axis AA、以下OA検出系)が使用される。しかし、本発明において、ウエハアライメント検出系16はOA検出系に限定されるものではない。   In this embodiment, an off-axis alignment detection system (Off-axis AA, hereinafter referred to as OA detection system) is used as the wafer alignment detection system 16. However, in the present invention, the wafer alignment detection system 16 is not limited to the OA detection system.

図3は、本発明に係る位置検出器の一例としてのウエハアライメント検出系16を詳細に示したものである。ウエハアライメント検出系用の照明光源20(ファイバ等)から導光された光は第一リレー光学系21、波長フィルタ板22、第二リレー光学系23を通り、開口絞り24に到達する。開口部材(開口絞り)24は、ウエハアライメント検出系16の瞳面(物体面に対する光学的なフーリエ変換面)に当たる。このとき開口絞り24でのビーム径はウエハアライメント検出系用の照明光源20(ファイバ等)でのビーム径よりも十分に小さいものとなる。図4はこのときのビーム径の関係を示したもので、光源20でのビーム径39と比べて開口絞り24でのビーム径39'は十分に小さい。   FIG. 3 shows in detail a wafer alignment detection system 16 as an example of a position detector according to the present invention. The light guided from the illumination light source 20 (fiber or the like) for the wafer alignment detection system passes through the first relay optical system 21, the wavelength filter plate 22, and the second relay optical system 23, and reaches the aperture stop 24. The aperture member (aperture stop) 24 hits the pupil plane (optical Fourier transform plane with respect to the object plane) of the wafer alignment detection system 16. At this time, the beam diameter at the aperture stop 24 is sufficiently smaller than the beam diameter at the illumination light source 20 (fiber or the like) for the wafer alignment detection system. FIG. 4 shows the relationship of the beam diameter at this time, and the beam diameter 39 ′ at the aperture stop 24 is sufficiently smaller than the beam diameter 39 at the light source 20.

波長フィルタ板22には透過波長帯の異なるフィルタが複数種挿入されており、制御器17からの命令でフィルタの切換を行う。開口絞り24には照明σの異なる絞りが複数種用意されており、制御器17からの命令で絞りの切換を行うことで、照明σを変更することができる。波長フィルタ板22と開口絞り24には予め複数種のフィルタと絞りが備え付けられているが、新たに追加でフィルタと絞りを構成することも可能な機構となっている。   A plurality of types of filters having different transmission wavelength bands are inserted in the wavelength filter plate 22, and the filters are switched by a command from the controller 17. A plurality of types of apertures with different illuminations σ are prepared for the aperture stop 24, and the illumination σ can be changed by switching the apertures according to a command from the controller 17. The wavelength filter plate 22 and the aperture stop 24 are preliminarily provided with a plurality of types of filters and stops. However, this mechanism is capable of newly forming a filter and a stop.

開口絞り24まで到達した光は第一照明光学系25、第二照明光学系27を通って偏光ビームスプリッタ28に導かれる。偏光ビームスプリッタ28により反射された紙面に垂直なS偏光光は、NA絞り26、λ/4板29を透過して円偏光に変換され、対物レンズ30を通ってウエハ3上に形成されたウエハアライメントマーク19をケーラー照明する(照明光は図3中の実線で示す)。NA絞り26は絞り量を変えることでNAを変えることができる。NA絞り26の絞り量は制御器17からの命令で変更されうる。   The light reaching the aperture stop 24 is guided to the polarization beam splitter 28 through the first illumination optical system 25 and the second illumination optical system 27. The S-polarized light perpendicular to the paper surface reflected by the polarization beam splitter 28 passes through the NA aperture 26 and the λ / 4 plate 29 and is converted into circularly polarized light, and passes through the objective lens 30 and is formed on the wafer 3. The alignment mark 19 is Koehler illuminated (illumination light is indicated by a solid line in FIG. 3). The NA aperture 26 can change the NA by changing the aperture amount. The aperture amount of the NA aperture 26 can be changed by a command from the controller 17.

ウエハアライメントマーク19から発生した反射光、回折光、散乱光(図3中の1点波線で示す)は、再度対物レンズ30を通りλ/4板29を通って今度は紙面に平行なP偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ28を透過する。透過光は、リレーレンズ31、第一、第二結像光学系32,33、コマ収差調整用光学部材45、波長シフト差調整用光学部材46によって、ウエハアライメントマーク19の検出信号を光電変換素子34(例、CCDカメラ)上に形成する。   Reflected light, diffracted light, and scattered light (indicated by a one-dotted line in FIG. 3) generated from the wafer alignment mark 19 pass through the objective lens 30 again, pass through the λ / 4 plate 29, and are now P-polarized light parallel to the paper surface. And is transmitted through the polarization beam splitter 28. Through the relay lens 31, the first and second imaging optical systems 32 and 33, the coma aberration adjusting optical member 45, and the wavelength shift difference adjusting optical member 46, the transmitted light is converted from the detection signal of the wafer alignment mark 19 to a photoelectric conversion element. 34 (for example, a CCD camera).

光電変換素子34は被検物体の像を撮像する撮像部を構成している。照明光源20から波長シフト差調整用光学部材46に至る各種光学部材は、撮像部である光電変換素子34の撮像面に被検物体の像を形成する光学系を構成している。また、当該光学系のうち、照明光源20から第2照明光学系27に至る光学部材は、照明光学系を構成している。   The photoelectric conversion element 34 constitutes an imaging unit that captures an image of the object to be examined. Various optical members from the illumination light source 20 to the wavelength shift difference adjusting optical member 46 constitute an optical system that forms an image of the object to be detected on the imaging surface of the photoelectric conversion element 34 that is an imaging unit. In the optical system, the optical member from the illumination light source 20 to the second illumination optical system 27 constitutes an illumination optical system.

ウエハアライメント検出系16には、さらに信号発生部35、ノイズ取得部36、記憶部37、補正部38が備え付けられている。信号発生部35は、後述する上記光学系に含まれる光学部材が光軸ずれ、波長シフト差、収差等を調整された場合に信号を発生する。ノイズ取得部36は、信号発生部が発生した信号に応答してウエハアライメント検出系16のノイズの情報である下地信号を取得する。記憶部37にはアライメント条件ごとの下地信号のデータに加えてノイズ取得部により取得された下地信号のデータが記憶される。補正部38は、光電変換素子34で検出されたウエハアライメントマーク19の検出信号を、その時のアライメント条件での下地信号を用いて補正する(いわゆる下地補正)。したがって、光学部材が調整されて信号が発生されると、補正部38は、当該信号に応答して取得された下地信号を用いて検出信号を補正する。ウエハアライメント検出系16は、補正された検出信号に基づいて、ウエハ3の位置を検出し、ウエハ3の位置合わせを行う。   The wafer alignment detection system 16 is further provided with a signal generation unit 35, a noise acquisition unit 36, a storage unit 37, and a correction unit 38. The signal generator 35 generates a signal when an optical member included in the optical system described later is adjusted for optical axis deviation, wavelength shift difference, aberration, and the like. The noise acquisition unit 36 acquires a background signal that is noise information of the wafer alignment detection system 16 in response to the signal generated by the signal generation unit. The storage unit 37 stores background signal data acquired by the noise acquisition unit in addition to background signal data for each alignment condition. The correction unit 38 corrects the detection signal of the wafer alignment mark 19 detected by the photoelectric conversion element 34 by using the background signal under the alignment conditions at that time (so-called background correction). Therefore, when the optical member is adjusted and a signal is generated, the correction unit 38 corrects the detection signal using the background signal acquired in response to the signal. The wafer alignment detection system 16 detects the position of the wafer 3 based on the corrected detection signal and aligns the wafer 3.

通常、上記のようなウエハアライメント検出系16により、ウエハ3上のウエハアライメントマーク19を観察、位置検出する場合、ウエハアライメントマーク19上部に塗布、或いは形成された透明層のため、単色光では干渉縞が発生してしまう。そのため、アライメント信号に干渉縞の信号が加算された状態で検出され、高精度に検出できなくなる。したがって、一般的にこうしたウエハアライメント検出系16の照明光源20としては、広帯域の波長を持つものが使用され、干渉縞の少ない信号として検出する。   Usually, when the wafer alignment mark 19 on the wafer 3 is observed and detected by the wafer alignment detection system 16 as described above, it is interfered with monochromatic light because of the transparent layer applied or formed on the wafer alignment mark 19. Stripes are generated. Therefore, it is detected in a state where the interference fringe signal is added to the alignment signal, and cannot be detected with high accuracy. Therefore, generally, as the illumination light source 20 of such a wafer alignment detection system 16, a light source having a broad wavelength is used, and is detected as a signal with less interference fringes.

ウエハ3上のウエハアライメントマーク19を精度良く検出する為には、ウエハアライメントマーク19の像が明確に検出されなければならない。つまり、ウエハアライメント検出系16のピントがウエハアライメントマーク19に合っていなければならない。その為に、一般には不図示のオートフォーカス検出系が構成され、その検出結果に基づいて、ウエハアライメントマーク19をウエハアライメント検出系16のベストフォーカス面に駆動して、ウエハアライメントマーク19の検出を行っている。   In order to detect the wafer alignment mark 19 on the wafer 3 with high accuracy, the image of the wafer alignment mark 19 must be clearly detected. That is, the wafer alignment detection system 16 must be in focus with the wafer alignment mark 19. For this purpose, an autofocus detection system (not shown) is generally configured. Based on the detection result, the wafer alignment mark 19 is driven to the best focus surface of the wafer alignment detection system 16 to detect the wafer alignment mark 19. Is going.

なお、TTL-AA方式についての説明はここでは割愛するが、基本的には投影光学系6を介してウエハ3上を観察する構成である点で、OA方式の検出系と異なっている。   Although the description of the TTL-AA method is omitted here, it is basically different from the detection system of the OA method in that the wafer 3 is observed through the projection optical system 6.

図5に下地補正の一例を示す。図5の40は、アライメントマークの断面構造を示したものであり、横方向が位置、縦方向が高さを示している。また図5の41の波形は横軸が位置で縦軸がアライメントマークを検出した際の信号強度を示しており、以降の説明でも同様である。通常、図5の40のようなアライメントマークをウエハアライメント検出系16があるアライメント条件で検出したアライメントマークの検出信号は図5の41のように、マーク以外の領域にむらが見られる検出信号となる。このむらは、照明むら、受光素子若しくは撮像素子等の感度むら、ゴミの付着などによる、被観察面を照明し観察して得られる検出信号の歪みによるものであり、アライメントの際の計測誤差となり問題視されていた。   FIG. 5 shows an example of background correction. Reference numeral 40 in FIG. 5 shows a cross-sectional structure of the alignment mark, where the horizontal direction indicates the position and the vertical direction indicates the height. The waveform 41 in FIG. 5 indicates the signal intensity when the horizontal axis indicates the position and the vertical axis indicates the alignment mark, and the same applies to the following description. Usually, an alignment mark detection signal obtained by detecting an alignment mark such as 40 in FIG. 5 under a certain alignment condition of the wafer alignment detection system 16 is a detection signal in which an area other than the mark is seen as indicated by 41 in FIG. Become. This unevenness is caused by unevenness in the detection signal obtained by illuminating and observing the surface to be observed due to uneven illumination, uneven sensitivity in the light receiving element or image sensor, etc., and adhesion of dust, resulting in measurement errors during alignment. It was regarded as a problem.

従来の下地補正では、マーク以外の領域を撮像して、図5の42のようなウエハアライメント検出系16が持つノイズ成分(いわゆる下地信号)を取得していた。そして、この下地信号で検出信号41に補正をかけ、図5の43のような補正検出信号によって、ウエハの位置合わせを行っていた。下地補正前の検出信号41と比べて、下地補正後の補正検出信号43はマーク以外の部分でのむらがなく、アライメントの際の計測誤差が低減され高精度なアライメントが可能となる。   In the conventional background correction, an area other than the mark is imaged and a noise component (so-called background signal) of the wafer alignment detection system 16 as shown in 42 of FIG. 5 is acquired. Then, the detection signal 41 is corrected with the base signal, and the wafer is aligned by the correction detection signal as indicated by 43 in FIG. Compared with the detection signal 41 before the background correction, the correction detection signal 43 after the background correction has no unevenness in the portion other than the mark, and the measurement error at the time of alignment is reduced and high-precision alignment is possible.

ウエハアライメント検出系16に予め構成されているアライメント条件(以下、備え付けアライメント条件)に対しては、通常、図6のようにアライメント条件ごとに下地信号が用意されている。アライメント条件Aで得た検出信号に対しては、アライメント条件Aに最適化された下地信号Aを用いて下地補正を行うし、アライメント条件Bで得た検出信号に対しては、アライメント条件Bに最適化された下地信号Bを用いて下地補正を行う。つまり、ウエハアライメント検出系16は備え付けアライメント条件に対しては、最適な下地信号を用意している。   For alignment conditions (hereinafter referred to as “equipment alignment conditions”) configured in advance in the wafer alignment detection system 16, a base signal is usually prepared for each alignment condition as shown in FIG. The detection signal obtained under the alignment condition A is subjected to background correction using the background signal A optimized for the alignment condition A, and the detection signal obtained under the alignment condition B is set to the alignment condition B. Background correction is performed using the optimized background signal B. That is, the wafer alignment detection system 16 prepares an optimum ground signal for the provided alignment conditions.

ウエハアライメント検出系16を露光装置に搭載する際、該検出系のアライメント性能に関する条件(光軸ずれ量、波長シフト差、コマ収差等)はある程度は調整されているが、経時変化などにより該条件が変化する場合がある。したがって、定期的に該条件の調整を行う必要がある。又、観察するマークによってはウエハアライメントマークごとに最適な光軸補正を行う場合があり、該検出系を露光装置に搭載後に、該条件の調整を行う場合がある。つまり、照明波長、照明NA、検出NAなどのアライメント条件が同じでも、光軸ずれなどのアライメント性能に関する調整状態が変わることがあった。従来は光軸ずれ補正などだけではノイズ成分の変化は少ないと考えられていたが、昨今の露光装置の高精度化を鑑みると、これらノイズ成分の変化が無視できない。光軸ずれなどのアライメント性能に関する条件の調整状態が変われば検出信号の傾き具合が変わる為、同じアライメント条件であっても元々の下地信号を使えば、最適な下地補正が行えず計測だまされが生じる可能性があった。   When the wafer alignment detection system 16 is mounted on an exposure apparatus, the conditions related to the alignment performance of the detection system (optical axis shift amount, wavelength shift difference, coma aberration, etc.) are adjusted to some extent. May change. Therefore, it is necessary to adjust the conditions periodically. Depending on the mark to be observed, an optimal optical axis correction may be performed for each wafer alignment mark, and the condition may be adjusted after the detection system is mounted on the exposure apparatus. That is, even if the alignment conditions such as the illumination wavelength, illumination NA, and detection NA are the same, the adjustment state related to the alignment performance such as the optical axis deviation may change. Conventionally, it has been considered that the change of the noise component is small only by the optical axis deviation correction or the like. However, in view of the recent increase in accuracy of the exposure apparatus, the change of the noise component cannot be ignored. If the adjustment state of the conditions related to alignment performance such as optical axis shift changes, the inclination of the detection signal will change, so even if the same background conditions are used, using the original background signal will not allow the optimal background correction to be fooled. Could have occurred.

以下、本発明に係る、アライメント性能に関する条件が変更された時のアライメント手法について、特に光軸ずれ量が変更されたときの実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an alignment method according to the present invention when an alignment performance condition is changed will be described with reference to the drawings, particularly an embodiment when an optical axis deviation amount is changed.

まずは、図3に示したウエハアライメント検出系内の光学系における光軸ずれの調整手法について説明する。図7は図3のウエハアライメント検出系の照明光学系である。図7に示したような該検出系内に光軸ずれが存在しない時は、該検出系の照明光の主光線はウエハ3上に垂直に入射する。しかし、図8のように該検出系内の開口部材(開口絞り)24がずれている場合、ウエハ3上に該検出系の照明光の主光線は垂直に入射せずにある角度θを持って入射する。   First, a method for adjusting the optical axis deviation in the optical system in the wafer alignment detection system shown in FIG. 3 will be described. FIG. 7 shows an illumination optical system of the wafer alignment detection system of FIG. When there is no optical axis shift in the detection system as shown in FIG. 7, the chief ray of the illumination light of the detection system enters the wafer 3 perpendicularly. However, when the aperture member (aperture stop) 24 in the detection system is displaced as shown in FIG. 8, the chief ray of the illumination light of the detection system does not enter the wafer 3 at a certain angle θ. Incident.

このとき、開口絞り24でのビーム径は、図4の39''に示すように、ウエハアライメント検出系用の照明光源20(ファイバ等)でのビーム径39の中心位置に対して、ずれた位置に位置する。このような状態のことを該光学系に光軸ずれが存在すると言う。図8では開口絞りの位置ずれによって光軸ずれの説明をしているが、開口絞りと同様照明光学系内の瞳と共役な位置に配置される照明光源20(ファイバ等)自体が位置ずれを起こしても、光軸ずれは発生する。該光学系内での光軸ずれは、図8に示すウエハアライメント検出系用の照明光源20の位置若しくは開口絞り24の位置を、光軸に対して駆動可能な垂直方向に動かすことで調整することができる。このようにOA方式のウエハアライメント検出系での光軸ずれの調整は、該検出系内の該光源20若しくは開口絞り24を光軸に対して垂直方向に動かすことによって行う。   At this time, the beam diameter at the aperture stop 24 deviates from the center position of the beam diameter 39 at the illumination light source 20 (fiber or the like) for the wafer alignment detection system, as indicated by 39 ″ in FIG. Located in position. Such a state is said to have an optical axis shift in the optical system. In FIG. 8, the optical axis deviation is explained by the positional deviation of the aperture stop. However, the illumination light source 20 (fiber etc.) itself arranged at a position conjugate with the pupil in the illumination optical system is displaced as in the case of the aperture diaphragm. Even if it occurs, the optical axis shift occurs. The optical axis deviation in the optical system is adjusted by moving the position of the illumination light source 20 for the wafer alignment detection system shown in FIG. 8 or the position of the aperture stop 24 in the vertical direction that can be driven with respect to the optical axis. be able to. Thus, the adjustment of the optical axis deviation in the OA type wafer alignment detection system is performed by moving the light source 20 or the aperture stop 24 in the detection system in a direction perpendicular to the optical axis.

ウエハアライメント検出系内の光学系における光軸ずれの調整は、アライメントマークの各デフォーカスポジションに対する位置情報(以下、デフォーカス特性と呼ぶ)を利用して行う。該光学系の光軸ずれの指標であるデフォーカス特性について、図9〜図12を用いて説明する。デフォーカス特性を検査するには、クロムパターンのアライメントマークをデフォーカスさせながら計測すればよい。クロムパターンのアライメントマークは装置内のステージ基準プレート11上などに構成されており、デフォーカス特性のデータは露光装置上で簡易に取得することができる。更には実際に露光する実露光ウエハ上のアライメントマークに対して、同様にデフォーカス特性を求め補正することも可能である。ステージ基準プレート11上に構成されたクロムパターンと実露光ウエハでのデフォーカス特性の差は、該検出系に残存する収差成分や、アライメントマークの断面構造の違い等によって発生することが分かっている。図9はクロムパターンのアライメントマークでの検出信号を示している。図9の検出信号50はウエハアライメント検出系内の光学系に光軸ずれが残存していない理想的な光学系で検出された対称な検出信号である。該検出信号50をプラス方向にデフォーカスして得られる検出信号が検出信号51、マイナス方向にデフォーカスして得られる検出信号が検出信号52である。デフォーカスした検出信号51,52は検出信号50と比べると検出信号のコントラストは落ちるものの、該光学系内に光軸ずれが残存していないために、検出信号の対称性が崩れることはない。つまり、検出信号51,52の計測中心位置は検出信号50と同じ位置を取る。この時のデフォーカスに対する計測中心位置を示したのが図10で、検出信号の計測中心位置は53のようにデフォーカスに関わらず一定値を取る。この検出信号の計測中心位置53のデフォーカスに対する傾きがデフォーカス特性であり、この場合のデフォーカス特性は0となる。図10のようなデフォーカスに対する計測中心位置の変化がなければ、ウエハアライメントの際にデフォーカスが発生しても位置ずれは起こらない。   Adjustment of the optical axis deviation in the optical system in the wafer alignment detection system is performed using position information (hereinafter referred to as defocus characteristics) of each alignment mark with respect to each defocus position. The defocus characteristic that is an index of the optical axis deviation of the optical system will be described with reference to FIGS. In order to inspect the defocus characteristic, measurement may be performed while defocusing the alignment mark of the chrome pattern. The alignment mark of the chrome pattern is configured on the stage reference plate 11 in the apparatus, and defocus characteristic data can be easily obtained on the exposure apparatus. Furthermore, the defocus characteristic can be similarly obtained and corrected for the alignment mark on the actual exposure wafer to be actually exposed. It has been found that the difference in defocus characteristics between the chrome pattern formed on the stage reference plate 11 and the actual exposure wafer is caused by the aberration component remaining in the detection system, the difference in the cross-sectional structure of the alignment mark, and the like. . FIG. 9 shows a detection signal at the alignment mark of the chrome pattern. The detection signal 50 in FIG. 9 is a symmetric detection signal detected by an ideal optical system in which no optical axis deviation remains in the optical system in the wafer alignment detection system. A detection signal obtained by defocusing the detection signal 50 in the plus direction is a detection signal 51, and a detection signal obtained by defocusing in the minus direction is a detection signal 52. Although the defocused detection signals 51 and 52 have a lower contrast of the detection signal than the detection signal 50, the symmetry of the detection signal is not lost because the optical axis shift does not remain in the optical system. That is, the measurement center positions of the detection signals 51 and 52 are the same as the detection signal 50. FIG. 10 shows the measurement center position for the defocus at this time, and the measurement center position of the detection signal takes a constant value regardless of the defocus, as shown by 53. The inclination of the detection signal with respect to the measurement center position 53 with respect to the defocus is the defocus characteristic. In this case, the defocus characteristic is zero. If there is no change in the measurement center position with respect to defocus as shown in FIG. 10, even if defocus occurs during wafer alignment, no positional deviation occurs.

図11の検出信号54は、ウエハアライメント検出系内の光学系に光軸ずれが残存している場合を示したものである。該検出信号54をプラス方向にデフォーカスして得られる検出信号が検出信号55、マイナス方向にデフォーカスして得られる検出信号が検出信号56である。デフォーカスした検出信号55,56はコントラストが低下するだけでなく、該検出系内の光軸ずれの影響で非対称な検出信号となる。このときの検出信号55,56の計測中心位置は検出信号54と同じ位置を取らなくなる。このときのデフォーカスに対する計測中心位置を示したのが図12で、検出信号の計測中心位置は57のようにデフォーカスに依存した値を取る。この57のデフォーカスに対する傾きがデフォーカス特性で、この場合、あるデフォーカス特性値を持つ。図12のようなデフォーカスに対する計測中心位置の変化がある場合、ベストフォーカスでは位置ずれは発生しない。しかし、実際のウエハアライメントの際には多少のデフォーカスが発生するので、そうした場合位置ずれが発生することになる。このデフォーカス特性は該検出系の光軸ずれを表す指標として使えるので、該検出系の光軸ずれの調整には、このデフォーカス特性が0になるように光軸ずれの調整を行えば良い。   The detection signal 54 in FIG. 11 shows a case where the optical axis deviation remains in the optical system in the wafer alignment detection system. A detection signal obtained by defocusing the detection signal 54 in the plus direction is a detection signal 55, and a detection signal obtained by defocusing in the minus direction is a detection signal 56. The defocused detection signals 55 and 56 not only lower the contrast, but also become asymmetric detection signals due to the influence of the optical axis shift in the detection system. The measurement center positions of the detection signals 55 and 56 at this time cannot take the same position as the detection signal 54. FIG. 12 shows the measurement center position for defocus at this time, and the measurement signal center position of the detection signal takes a value depending on defocus, such as 57. The inclination with respect to the 57 defocus is a defocus characteristic, and in this case, has a certain defocus characteristic value. When there is a change in the measurement center position with respect to defocus as shown in FIG. 12, no position shift occurs in the best focus. However, since a slight defocus occurs during actual wafer alignment, a positional shift occurs in such a case. Since this defocus characteristic can be used as an index representing the optical axis deviation of the detection system, the optical axis deviation can be adjusted so that the defocus characteristic becomes zero. .

図13以下に、下地補正の具体例を示す。通常、図13の40のようなアライメントマークをウエハアライメント検出系16があるアライメント条件で検出したアライメントマークの検出信号は図13の60のように、非マーク領域にむらが見られる検出信号となる。このむらは、照明むら、受光素子若しくは撮像素子等の感度むら、又はゴミの付着などによる、被観察面を照明し観察して得られる検出信号の歪みによるものであり、アライメントの際の計測誤差となる。   A specific example of the background correction is shown below in FIG. Normally, an alignment mark detection signal obtained by detecting an alignment mark such as 40 in FIG. 13 under a certain alignment condition of the wafer alignment detection system 16 is a detection signal in which unevenness is seen in a non-mark area as indicated by 60 in FIG. . This unevenness is due to unevenness in the detection signal obtained by illuminating and observing the surface to be observed due to unevenness in illumination, unevenness in the sensitivity of the light receiving element or image sensor, etc., or adhesion of dust. It becomes.

従来の下地補正では、該アライメント条件でマーク以外の領域を観察して、図13の61のようなウエハアライメント検出系16が持つノイズ成分(いわゆる下地信号)を予め記憶しておく。そして、検出信号60に補正をかけて、図13の62のような補正検出信号として、ウエハの位置合わせを行っていた。下地補正前の検出信号60と比べて、下地補正後の補正検出信号62は非マーク部分でのむらがなく、アライメントの際の計測だまされが低減され高精度なアライメントが可能となる。   In the conventional background correction, an area other than the mark is observed under the alignment condition, and a noise component (so-called background signal) of the wafer alignment detection system 16 such as 61 in FIG. 13 is stored in advance. Then, the detection signal 60 is corrected, and the wafer is aligned as a correction detection signal like 62 in FIG. Compared with the detection signal 60 before the background correction, the correction detection signal 62 after the background correction has no unevenness in the non-marked portion, and the measurement fraud in the alignment is reduced, thereby enabling highly accurate alignment.

ウエハアライメント検出系16に予め構成されているアライメント条件に対しては、通常、図14のようにアライメント条件ごとに下地信号が用意されている。アライメント条件Cで得た検出信号に対しては、アライメント条件Cに最適化された下地信号Cを用いて下地補正を行っていた。   For alignment conditions preconfigured in the wafer alignment detection system 16, a base signal is usually prepared for each alignment condition as shown in FIG. For the detection signal obtained under the alignment condition C, the background correction is performed using the background signal C optimized for the alignment condition C.

しかしながら、露光装置上でウエハアライメント検出系の光軸ずれの調整を行うことがあり、その際には照明波長、照明NA、検出NAなどのアライメント条件が同じでも、光軸ずれの調整前の下地信号を使っては高精度なアライメントができないことがあった。   However, the optical axis deviation of the wafer alignment detection system may be adjusted on the exposure apparatus. In this case, even if the alignment conditions such as the illumination wavelength, the illumination NA, and the detection NA are the same, the base before adjustment of the optical axis deviation is performed. High-precision alignment may not be possible using signals.

図15の検出信号63は図13の検出信号60と同じアライメント条件Cで計測したものであるが、ウエハアライメント検出系の光軸ずれの調整が異なる状態で取得したものである。図15の検出信号63は図13の検出信号60と比べ、該検出系の光軸ずれの調整状態が異なる為、同じアライメント条件でも検出信号が異なっている。この図15の検出信号63のような状態で、該検出系の光軸ずれを調整する前の下地信号61を用いて下地補正を行うと、検出信号64のようにマーク以外の領域に傾きを持った非対称な検出信号となってしまう。このような非対称な検出信号だとアライメントの際の計測誤差が生じてしまう。このように、同じアライメント条件でも該検出系の光軸ずれの調整状態が変更されれば、変更後の光軸ずれの調整状態で下地信号を取り直す必要がある。   The detection signal 63 in FIG. 15 is measured under the same alignment condition C as the detection signal 60 in FIG. 13, but is acquired in a state where the adjustment of the optical axis deviation of the wafer alignment detection system is different. The detection signal 63 in FIG. 15 differs from the detection signal 60 in FIG. 13 in the adjustment state of the optical axis deviation of the detection system, and therefore the detection signal is different even under the same alignment conditions. When the background correction is performed using the background signal 61 before adjusting the optical axis deviation of the detection system in a state like the detection signal 63 in FIG. 15, an inclination is applied to an area other than the mark as in the detection signal 64. This results in an asymmetric detection signal. Such an asymmetric detection signal causes a measurement error during alignment. As described above, if the adjustment state of the optical axis deviation of the detection system is changed even under the same alignment condition, it is necessary to re-acquire the ground signal in the adjusted state of the optical axis deviation after the change.

本実施形態では、アライメント条件Cの光軸ずれの調整状態が変更されたことに応じて下地信号CCを取り直す(図16)。この取り直された下地信号CCは、アライメント条件Cの光軸ずれの調整状態が変更されたものに最適化されたものであり、適切な下地補正を行うことができる。図17の検出信号63は、図15の検出信号63と同じく、図13の検出信号60と比べ該検出系の光軸ずれの調整状態が異なる為、同じアライメント条件でも検出信号が異なっている。検出信号63は、下地信号65を用いて変更後の光軸ずれの状態で取り直された下地信号65を用いて下地補正される。そうすると、非マーク領域でのむらや傾きのない対称な補正検出信号66が得られる。該検出系の光軸ずれ調整前に取得した下地信号61で下地補正を行っていた補正検出信号64と比べると、該検出系の光軸ずれ調整に応じて取得した下地信号65で下地補正を行った補正検出信号66はマーク以外の領域でのむらや傾きがない。その為、高精度なアライメントが可能となる。   In the present embodiment, the base signal CC is reacquired in response to a change in the adjustment state of the optical axis deviation under the alignment condition C (FIG. 16). The re-extracted background signal CC is optimized to the one in which the adjustment state of the optical axis deviation of the alignment condition C is changed, and appropriate background correction can be performed. The detection signal 63 in FIG. 17 differs from the detection signal 63 in FIG. 13 in the adjustment state of the optical axis deviation of the detection system as in the detection signal 60 in FIG. The detection signal 63 is subjected to background correction using the background signal 65 that has been re-corrected in the state of the optical axis shift after the change using the background signal 65. Then, a symmetric correction detection signal 66 without unevenness or inclination in the non-mark area is obtained. Compared with the correction detection signal 64 in which the background correction is performed with the background signal 61 acquired before the optical axis deviation adjustment of the detection system, the background correction is performed with the background signal 65 acquired in accordance with the optical axis deviation adjustment of the detection system. The performed correction detection signal 66 has no unevenness or inclination in an area other than the mark. Therefore, highly accurate alignment is possible.

つまり、同じアライメント条件でウエハアライメント検出系の光軸ずれ状態が変更された場合でも、変更後の光軸ずれ状態で最適な下地信号を取得することで、むらや検出信号の傾きのない補正検出信号を得ることができる。   In other words, even when the optical axis misalignment state of the wafer alignment detection system is changed under the same alignment conditions, correction detection without unevenness or inclination of the detection signal is obtained by acquiring the optimal base signal in the optical axis misalignment state after the change. A signal can be obtained.

上述の説明では、同じアライメント条件でウエハアライメント検出系の光軸ずれ状態が変更されたことに応じて下地信号を取り直す場合の説明を行ったが、本発明は光軸ずれ状態のみが変更されことに応じて下地信号を取り直すことに限定されるわけではない。光軸ずれ調整以外にも、該検出系内のコマ収差を調整可能な光学部材45によりコマ収差量が変更されたことに応じて、下地信号が取り直される。該検出系のコマ収差調整はコマ収差を調整可能な光学部材45を光軸方向に対して垂直に動かすことによって行われる。また光学系に含まれる光学部材の偏芯によって発生する波長に依存したシフトを調整するための光学部材46により波長シフト差が変更されたことに応じても下地信号が取り直される。波長シフト差調整用の光学部材46は、複数の楔光学部材を有しており、異なる楔光学部材の隣り合う楔面が検出光軸の直角方向から所定の角度傾けかつ該隣り合う楔面が平行になるように配置されている。波長シフト差調整用の光学部材46は、該楔部材間の間隔を調整することで、波長シフト差を調整できる。   In the above description, the description has been given of the case where the background signal is read again in response to the change of the optical axis deviation state of the wafer alignment detection system under the same alignment condition. However, the present invention only changes the optical axis deviation state. However, the present invention is not limited to re-acquiring the ground signal according to the above. In addition to the adjustment of the optical axis deviation, the base signal is re-acquired when the coma aberration amount is changed by the optical member 45 capable of adjusting the coma aberration in the detection system. The coma aberration adjustment of the detection system is performed by moving the optical member 45 capable of adjusting the coma aberration perpendicularly to the optical axis direction. In addition, the base signal is re-acquired even when the wavelength shift difference is changed by the optical member 46 for adjusting the shift depending on the wavelength generated by the eccentricity of the optical member included in the optical system. The wavelength shift difference adjusting optical member 46 has a plurality of wedge optical members, and adjacent wedge surfaces of different wedge optical members are inclined at a predetermined angle from a direction perpendicular to the detection optical axis, and the adjacent wedge surfaces are They are arranged in parallel. The optical member 46 for adjusting the wavelength shift difference can adjust the wavelength shift difference by adjusting the interval between the wedge members.

本実施形態によると、該検出系がどのような状態に調整されていようとも最適な下地補正を行うことが可能となり、計測だまされが少なく常に高精度なアライメントを行うことが可能となる。   According to the present embodiment, it is possible to perform optimum background correction regardless of the state of the detection system, and it is possible to always perform highly accurate alignment with less measurement fraud.

また、ウエハアライメント検出系の光軸ずれ量やコマ収差量や波長シフト差などアライメント性能に関する条件が変更された場合に下地信号を取得するシーケンスは、該条件が変更されると自動的に下地信号が取得できるシーケンスとなっていてもよい。   In addition, when the conditions related to alignment performance such as the optical axis misalignment amount, coma aberration amount, and wavelength shift difference of the wafer alignment detection system are changed, the sequence for acquiring the background signal is automatically performed when the conditions are changed. The sequence may be acquired.

[デバイス製造の実施形態]
次に、図18及び図19を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施形態を説明する。図18は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
[Device Manufacturing Embodiment]
Next, with reference to FIGS. 18 and 19, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus will be described. FIG. 18 is a flowchart for explaining how to fabricate devices (ie, semiconductor chips such as IC and LSI, LCDs, CCDs, and the like). Here, a semiconductor chip manufacturing method will be described as an example.

ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ2(マスク製作)では設計した回路パターンに基づいてマスクを製作する。ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、マスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ5(組み立て)は、後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の組み立て工程を含む。ステップ6(検査)では、ステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷(ステップ7)される。   In step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 2 (mask production), a mask is produced based on the designed circuit pattern. In step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer using the mask and the wafer by the above exposure apparatus using the lithography technique. Step 5 (assembly) is referred to as a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and an assembly process such as an assembly process (dicing, bonding), a packaging process (chip encapsulation), or the like. including. In step 6 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 5 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

図19は、ステップ4のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ11(酸化)では、ウエハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)では、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打ち込み)では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では、露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに露光する。ステップ17(現像)では、露光したウエハを現像する。ステップ18(エッチング)では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。   FIG. 19 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer. In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the exposure apparatus to expose a circuit pattern on the mask onto the wafer. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeatedly performing these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

露光装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of exposure apparatus. ウエハ及びステージ基準プレートを示す図である。It is a figure which shows a wafer and a stage reference | standard plate. ウエハアライメント検出系の構成を詳細に示す図である。It is a figure which shows the structure of a wafer alignment detection system in detail. 光源と瞳位置とにおけるビームのサイズを示した図である。It is the figure which showed the size of the beam in a light source and a pupil position. ウエハアライメントマークと検出信号、下地信号、補正検出信号の例を示した図である。It is the figure which showed the example of a wafer alignment mark, a detection signal, a background signal, and a correction | amendment detection signal. アライメント条件と対応する下地信号の例を示した図である。It is the figure which showed the example of the background signal corresponding to alignment conditions. 光軸ずれがない場合のウエハアライメント検出系の照明部分を示した図である。It is the figure which showed the illumination part of the wafer alignment detection system when there is no optical axis shift. 光軸ずれがある場合のウエハアライメント検出系の照明部分を示した図である。It is the figure which showed the illumination part of the wafer alignment detection system in case there exists optical axis offset. 光軸ずれのない光学系で検出された検出信号をデフォーカスさせた図である。It is the figure which defocused the detection signal detected with the optical system without an optical axis shift. 図9の検出信号でのデフォーカスに対する検出信号の中心位置を示した図である。It is the figure which showed the center position of the detection signal with respect to the defocus in the detection signal of FIG. 光軸ずれのある光学系で検出された検出信号をデフォーカスさせた図である。It is the figure which defocused the detection signal detected with the optical system with an optical axis offset. 図11の検出信号でのデフォーカスに対する検出信号の中心位置を示した図である。It is the figure which showed the center position of the detection signal with respect to the defocus in the detection signal of FIG. ウエハアライメントマークと検出信号、下地信号、補正検出信号の例を示した図である。It is the figure which showed the example of a wafer alignment mark, a detection signal, a background signal, and a correction | amendment detection signal. アライメント条件と対応する下地信号の例を示した図である。It is the figure which showed the example of the background signal corresponding to alignment conditions. ウエハアライメントマークと検出信号、下地信号、補正検出信号の例を示した図である。It is the figure which showed the example of a wafer alignment mark, a detection signal, a background signal, and a correction | amendment detection signal. アライメント条件と対応する下地信号の例を示した図である。It is the figure which showed the example of the background signal corresponding to alignment conditions. ウエハアライメントマークと検出信号、下地信号、補正検出信号の例を示した図である。It is the figure which showed the example of a wafer alignment mark, a detection signal, a background signal, and a correction | amendment detection signal. 露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating manufacture of the device using an exposure apparatus. 図18に示すフローチャートにおけるステップ4のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。19 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4 in the flowchart shown in FIG. 18.

符号の説明Explanation of symbols

1:レチクル(原版)
2:レチクルステージ
3:ウエハ(基板)
4:ウエハステージ
5:露光装置の照明光学系
6:投影光学系
7,8:ミラー
9,10,12:レーザ干渉計
11:ステージ基準プレート
13:レチクルアライメント検出系
14:透過型のレチクルアライメント検出系
15:フォーカス検出系
16:ウエハアライメント検出系(位置検出器)
17:制御器
18:レチクル、ウエハアライメント検出系用の基準マーク
19:ウエハアライメントマーク
20:ウエハアライメント検出系用の照明光源
21:第一リレー光学系
22:波長フィルタ板
23:第二リレー光学系
24:開口絞り(開口部材)
25:第一照明光学系
26:NA絞り
27:第二照明光学系
28:偏光ビームスプリッタ
29:λ/4板
30:対物レンズ
31:リレーレンズ
32:第一結像光学系
33:第二結像光学系
34:光電変換素子(撮像部)
35:信号発生部
36:ノイズ取得部
37:記憶部
38:補正部
39,39',39'':ビーム径
40:アライメントマーク
41,60,63:検出信号
42,61,65:下地信号
43,62,64,66:補正検出信号
45:コマ収差調整用の光学部材
46:波長シフト差調整用の光学部材
50:対称な検出信号
51:検出信号50がデフォーカスした検出信号
52:検出信号50が検出信号51とは逆の方向へデフォーカスした検出信号
53:デフォーカスに対する中心位置の変化を示した線
54:非対称な検出信号
55:検出信号54がデフォーカスした検出信号
56:検出信号54が検出信号55とは逆の方向へデフォーカスした検出信号
57:デフォーカスに対する中心位置の変化を示した線
1: Reticle (original)
2: Reticle stage 3: Wafer (substrate)
4: Wafer stage 5: Illumination optical system 6 of exposure apparatus: Projection optical system 7, 8: Mirror 9, 10, 12: Laser interferometer 11: Stage reference plate 13: Reticle alignment detection system 14: Transmission type reticle alignment detection System 15: Focus detection system 16: Wafer alignment detection system (position detector)
17: controller 18: reticle, reference mark 19 for wafer alignment detection system 19: wafer alignment mark 20: illumination light source 21 for wafer alignment detection system 21: first relay optical system 22: wavelength filter plate 23: second relay optical system 24: Aperture stop (aperture member)
25: first illumination optical system 26: NA aperture 27: second illumination optical system 28: polarization beam splitter 29: λ / 4 plate 30: objective lens 31: relay lens 32: first imaging optical system 33: second connection Image optical system 34: photoelectric conversion element (imaging unit)
35: Signal generation unit 36: Noise acquisition unit 37: Storage unit 38: Correction units 39, 39 ′, 39 ″: Beam diameter 40: Alignment marks 41, 60, 63: Detection signals 42, 61, 65: Background signal 43 62, 64, 66: Correction detection signal 45: Optical member 46 for adjusting coma aberration: Optical member 50 for adjusting wavelength shift difference: Symmetrical detection signal 51: Detection signal 52 where detection signal 50 is defocused 52: Detection signal 50 is defocused in the direction opposite to the detection signal 51. 53: A line 54 indicates a change of the center position with respect to the defocus. 54: Asymmetric detection signal 55. Detection signal 56 is defocused. 56: Detection signal. 54 is a defocused detection signal 57 in the direction opposite to the detection signal 55: a line showing a change in the center position with respect to the defocus

Claims (8)

被検物体に設けられたマークの位置を検出する位置検出器であって、
前記被検物体の像を撮像する撮像部と、
前記撮像部の撮像面に前記被検物体の像を形成する光学系と、
前記光学系に含まれる光学部材が調整されたことに応じて前記光学系及び前記撮像部を用いて前記マーク以外の領域を撮像しノイズの情報を取得するノイズ取得部と、
前記光学系及び前記撮像部を用いて取得された前記マークの像を前記ノイズ取得部により取得されたノイズの情報を用いて補正する補正部と、
を備え
前記光学部材は、前記光学系の光軸ずれを調整可能な光学部材、前記光学系において発生する収差を調整可能な光学部材、および、前記光学系に含まれる光学部材の偏芯によって発生する波長に依存したシフトを調整可能な光学部材のうち少なくとも1つであることを特徴とする位置検出器。
A position detector for detecting the position of a mark provided on a test object,
An imaging unit that captures an image of the test object;
An optical system for forming an image of the test object on an imaging surface of the imaging unit;
A noise acquisition unit that captures an image of a region other than the mark by using the optical system and the imaging unit in response to adjustment of an optical member included in the optical system;
A correction unit that corrects the image of the mark acquired using the optical system and the imaging unit using information on noise acquired by the noise acquisition unit;
Equipped with a,
The optical member includes an optical member capable of adjusting an optical axis shift of the optical system, an optical member capable of adjusting an aberration generated in the optical system, and a wavelength generated by the eccentricity of the optical member included in the optical system. A position detector comprising at least one of optical members capable of adjusting a shift depending on the position.
前記光学系の光軸ずれを調整可能な光学部材は、照明光学系内の瞳と共役な位置に配置され、光軸に対して垂直方向に駆動可能な光源及び開口部材のうち少なくとも一方であることを特徴とする請求項1に記載の位置検出器。The optical member capable of adjusting the optical axis deviation of the optical system is at least one of a light source and an aperture member that are arranged at a position conjugate with the pupil in the illumination optical system and can be driven in a direction perpendicular to the optical axis. The position detector according to claim 1. 前記光学系に含まれる光学部材の偏芯によって発生する波長に依存したシフトを調整可能な光学部材は複数の楔光学部材であり、前記楔光学部材の間隔を調整することによって前記シフトを調整することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の位置検出器。The optical member capable of adjusting the shift depending on the wavelength generated by the eccentricity of the optical member included in the optical system is a plurality of wedge optical members, and the shift is adjusted by adjusting an interval between the wedge optical members. The position detector according to claim 1 or 2, characterized by the above. 前記光学系に含まれる光学部材が調整されたことに応じて信号を発生する信号発生部をさらに備え、
前記ノイズ取得部は、前記信号に応答して前記光学系及び前記撮像部を用いて前記マーク以外の領域を撮像しノイズの情報を取得することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の位置検出器。
A signal generator that generates a signal in response to adjustment of an optical member included in the optical system;
The noise acquisition unit, any of claims 1 to 3, characterized in that imaging a region other than the mark to acquire information of the noise by using the optical system and the image pickup unit in response to said signal or position detector according to (1).
前記ノイズ取得部により取得されたノイズの情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記補正部は、前記記憶部により記憶されたノイズの情報を用いて前記マークの像を補正することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の位置検出器。
A storage unit for storing noise information acquired by the noise acquisition unit;
Wherein the correction unit includes a position detector according to any one of claims 1 to 4, characterized in that to correct the image of the mark by using the information of the noise that has been stored by the storage unit.
被検物体に搭載されたマークの像を光学系により形成し、当該形成されたマークの像を撮像部により撮像して当該マークの位置を検出する位置検出方法であって、
前記光学系に含まれる光学部材が調整されたことに応じて前記光学系及び前記撮像部を用いて前記マーク以外の領域を撮像しノイズの情報を取得するノイズ取得工程と、
前記光学系及び前記撮像部を用いて取得された前記マークの像を前記ノイズ取得工程において取得されたノイズの情報を用いて補正する補正工程と、
を含み、
前記光学部材は、前記光学系の光軸ずれを調整可能な光学部材、前記光学系において発生する収差を調整可能な光学部材、および、前記光学系に含まれる光学部材の偏芯によって発生する波長に依存したシフトを調整可能な光学部材のうち少なくとも1つであることを特徴とする位置検出方法。
A position detection method in which an image of a mark mounted on a test object is formed by an optical system, an image of the formed mark is captured by an imaging unit, and the position of the mark is detected.
A noise acquisition step of imaging a region other than the mark using the optical system and the imaging unit in accordance with the adjustment of an optical member included in the optical system and acquiring noise information;
A correction step of correcting the image of the mark acquired using the optical system and the imaging unit using the noise information acquired in the noise acquisition step;
Only including,
The optical member includes an optical member capable of adjusting an optical axis shift of the optical system, an optical member capable of adjusting an aberration generated in the optical system, and a wavelength generated by the eccentricity of the optical member included in the optical system. A position detection method characterized in that the position detection method is at least one of optical members capable of adjusting the shift depending on the position.
原版に形成されたパターンを基板に投影して露光する露光装置であって、
前記原版及び前記基板の少なくとも一方を前記被検物体として、そのマークの位置を検出するように構成される、請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の位置検出器を備え、
当該位置検出器による位置検出結果に基づいて前記原版及び前記基板の少なくとも一方の位置決めを行うことを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus that projects and exposes a pattern formed on an original plate onto a substrate,
The position detector according to any one of claims 1 to 5 , wherein at least one of the original plate and the substrate is used as the test object, and the position of the mark is detected.
An exposure apparatus that positions at least one of the original and the substrate based on a position detection result by the position detector.
請求項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記露光された基板を現像する工程と、
含むことを特徴とするデバイス製造方法。
A step of exposing the substrate using the exposure apparatus according to claim 7 ;
Developing the exposed substrate;
Device manufacturing method comprising a.
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